再生微表处混合料设计评价方法和融合特性研究

来源 :同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bjbysj44
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微表处养护技术是一种适用于处理路面早期出现的抗滑能力差、松散、坑槽、变形等病害,避免病害发展的预防性养护技术。另一方面,考虑到自然资源的持续稀缺,RAP料(Reclaimed Asphalt Pavement,RAP)的合理堆放和有效处理是一个重要的社会问题。由于这些RAP料是在路面维修和养护过程中产生的,因此最好能够在维修和养护过程中被充分利用,替代部分新沥青和新集料,形成高质量、可持续发展的路面。因此,在微表处混合料中使用RAP料可能会扩大该种技术的应用前景,提高微表处混合料的部分性能。可以假设,将RAP料加入微表处混合料有三个预期效益:(1)利用RAP料内部的旧集料和其周围裹附的老化沥青,减少新集料和乳化沥青的用量;(2)减小新集料表面活性,提高其与乳化沥青的施工和易性;(3)减少石油能源消耗和温室气体排放。本文的主要目标是:(1)研究再生微表处混合料的设计方法,完善其评价方法;(2)从材料本身研究再生料和新沥青的融合特性(浸润性、拌和率和转移率、改性剂含量),解释再生微表处混合料性能变化的机理和可行性;(3)研究再生剂对再生微表处混合料性能、再生料和新沥青融合特性的影响。
  研究结果表明:再生微表处混合料的抗变形性能、施工和易性和抗水损害性能均符合国际稀浆封层协会(ISSA)A143规范要求,说明RAP料与微表处混合料的适应性较好,将RAP料加入微表处混合料中是可行的。RAP的加入,减小了最佳新沥青用量(OVAC),延长了其可拌和时间,提高了其长期抗水损害性能和抗滑性能。因此RAP料的使用不仅可以提高微表处混合料的部分性能,同时降低了生产加工所需的能源和温室气体排放,对于缓解天然石料紧缺的现状具有重要意义。具体结论为:随着RAP掺量的增加,最佳新沥青用量(OVAC)逐渐减小。RAP料的表面活性较新集料要低,改善了其与乳化沥青的浸润特性,延长了再生微表处混合料的可拌合时间;随着RAP掺量的增加,施工和易性先增加后减小。RAP掺量的增加使混合料的长期抗水损害性能和抗滑性能逐渐变好,而层间抗剪性能方面没有明显的趋势,压实工艺可以显著提高微表处混合料的抗变形性能。在拌和率、转移率方面,再生微表处混合料部分拌和的确会发生。随着RAP掺量的增加,RAP料被乳化沥青均匀裹附,在乳化剂和水的作用下降低了RAP沥青的粘度,导致拌和率和转移率逐渐增加,减少了最佳新沥青用量。聚丁二烯指数(IPB)可以很好地评价丁苯橡胶(SBR)改性剂含量的有效性;在部分拌和条件下,RAP的加入使得SBR改性剂颗粒分散性更好。延长养生时间可以提高拌合率,节约新沥青用量,并提高SBR改性剂颗粒的分散性。再生剂的使用可以减少再生微表处混合料的乳化沥青用量,提高微表处混合料的可拌和时间、抗变形性能和抗开裂性能。
  综上所述,对于再生微表处混合料的工程应用方法,本文建议:基于抗变形性能可以精准地确定混合料的OVAC;从施工和易性角度,RAP的最佳掺量为40%,可以节约新集料(节约40%)和新沥青(节约3.11%)的使用成本;添加6%的再生剂可以提高混合料的施工和易性、抗变形性能和抗开裂性能;预先将改性剂和RAP料拌和并静置一天,可以提高SBR改性剂的分散性,提高混合料的低温抗开裂性能;在路面摊铺时对混合料进行压实以提高其抗变形性能。
  值得注意的是本文使用了同一来源的材料对再生微表处混合料进行了研究。改性乳化沥青有很强的地域特点,RAP料中旧沥青、旧集料性能和级配等参数的好坏直接影响到再生微表处混合料的性能,而这些参数又取决于被铣刨路段的等级、使用年限、路面结构等信息。为了使得结论更具有代表性,今后应该采用不同来源的RAP料和改性乳化沥青进行研究。
其他文献
手机和汽车大量走进人们的生活,手机功能不断丰富,人们对手机日益依赖,驾车频率和时长的提升,使得驾驶时使用手机行为频发的同时变得更为复杂,这给道路交通安全带来了巨大挑战。在世界范围内,驾驶使用手机导致的分心驾驶所引发的安全问题十分严峻。美国国家公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration)从2009开始每年都会整理、发布分心驾驶交通
学位
驾驶人因素是道路交通事故的主要诱因,因此驾驶行为规律成为近来道路交通安全研究领域的热点。不同道路设施条件、气候环境、交通状况等驾驶场景下的驾驶行为特征存在显著差异。本文通过驾驶模拟实验获取典型(驾驶)场景下的驾驶行为数据,通过构建驾驶行为谱,记录特定场景下的驾驶行为特征和规律。将驾驶行为谱应用于交通安全领域,建立更为精准的风险评估方法。  首先,从道路设施条件、气候环境、交通状况和驾驶行为类型等维
当前,普通沥青混凝土在应用工程中易出现车辙、开裂及早期水破坏等路面损害,国内外的道路工作者一直致力于改善沥青混凝土的路用性能,其中,掺加纤维是有效手段之一。当前常用的纤维中,由于木质素纤维材质松散,易吸水变质,增韧和抗裂作用不明显,玄武岩纤维对原料要求较高且生产成本较高,聚合物纤维种类多,现用于改性沥青混凝土的聚合物纤维有:聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维等,但多数聚合物纤维存在着弹性模量低
城市公共服务设施是为市民提供教育、医疗、文体等公共服务的社会性基础设施,是评价城市宜居性与发展水平的重要指标。现有标准对居住区级的各类公共服务设施提出了十五分钟和十分钟步行可达的控制指标。而承担不同功能及有着不同人口集聚程度的城市各区域,公共服务设施的等级规模、公共服务设施密度以及居民出行特征都有着明显差异。面向不同地理区位的居住区,公共服务设施的可达性是否达到可达性指标要求?基于不同地理区位居住
在恶劣天气情况下,高速公路行车环境受到极大影响,机动车的操作稳定性会降低,使得发生事故的机率增大,甚至导致多车连续追尾相撞的恶性交通事故及二次事故。经常有因恶劣天气干扰而直接或间接引发的重大交通事故,恶劣天气下高速公路交通安全存在极大隐患。本文以恶劣天气下高速公路交通风险为研究对象,深入分析不同恶劣天气下对高速公路交通风险的影响要素以及诸要素之间相互联系、相互作用的机理,在此基础上建立恶劣天气下高
学位
在大街坊、封闭街区的传统街区格局下,我国城市道路网呈现出道路间距较大、路网密度较小、道路宽度较大、支路在路网结构中所占比例较低等特点。与此同时,我国城市化进程不断加快,城市规模逐渐扩大,人民生活水平不断提高,人均机动车保有量不断增长,因此现阶段的路网不能满足日益增长的交通需求,容易在高峰小时出现交通拥堵的现象。“小街区、密路网”模式中的道路网以道路间距小、道路密度较大、道路宽度较小为特点,能够有效
智能汽车规划决策是智能汽车实现高度自动驾驶的关键,特别是在混合交通流环境中,类似非保护相位转向车辆通过交叉口是智能汽车最具挑战性的混杂环境下规划决策任务。以左转车为例,在转向过程中有三种典型的交互特征:多个冲突对象;与车辆,非机动车辆和行人之间的多层交互行为,以及多层交互导致的长时交互事件链。在目前的研究中,鲜有模型同时考虑这三种典型特征的影响。本文的研究聚焦于在混杂环境下如何构建智能汽车规划决策
学位
运营地铁周边工程活动日趋频繁和复杂,对轨道交通高架结构的影响越来越明显,深入研究和分析周边复杂工程活动对城市轨道交通高架结构的影响,明确在保证基坑施工质量和施工进度的同时,制定针对性的地铁安全保护技术标准与对策,保护地铁结构和运营的安全,具有重要意义,同时也能为同类工程的设计、施工与地铁监护提供一些借鉴。轨道交通运营管理相关规范通过规定外部作业净距控制管理值和沿线控制保护区范围等方式,对轨道交通安
轨道交通因其具有准点性,大运量等特点已经逐渐发展成为城市和城际交通必不可少的一部分。为了实现列车的高效,安全的在股道之间的转换,需要在相应的区域设置道岔。因此,道岔工作状态的正常与否将在很大程度上制约乘客和货物的安全。然而,道岔同时又是轨道交通信号设备中最容易出现故障的设备之一,其频繁的故障将对列车的可靠性以及运行效率带来巨大的影响。针对这一问题,目前主要采用人工阈值法实现道岔的故障预警和诊断,但
学位
目前,在轨道交通领域,无砟轨道的应用范围越来越广,外部自然条件对轨道结构的影响越来越大,其中温度荷载已成为影响其结构安全的重要因素。CRTSⅢ型板式无砟轨道是具有我国自主知识产权的新型无砟轨道结构形式,研究其在温度载荷作用下的变形,对确保列车运行平稳性和安全性具有重要意义。  本文对国内外关于无砟轨道板在温度荷载作用下的翘曲变形的相关研究成果进行整理,对相关的温度效应与轨道板变形理论进行总结。